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新能源汽车功率半导体第三代化合物半导体

SiC及GaN应用分析

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SiC主要用于实现电动车逆变器等驱动系统的小量轻化。SiC器件相对于Si器件的优

势之处在于，降低能量损耗、更易实现小型化和更耐高温。SiC适合高压领域，GaN更适用

于低压及高频领域。

SiC是第三代半导体材料的代表。以硅而言，目前SiMOSFET应用多在1000V以下，

约在600~900V之间，若超过1000V，其芯片尺寸会很大，切换损耗、寄生电容也会上升。

SiC器件相对于Si器件的优势之处在于，降低能量损耗、更易实现小型化和更耐高温。SiC

功率器件的损耗是Si器件的50%左右。SiC主要用于实现电动车逆变器等驱动系统的小量轻

化。

SiC的开关损耗

数据来源：公开资料整理

英飞凌和科锐占据了全球SiC市场的70%。罗姆公司在本田的Clarity上搭载了SiC

功率器件，Clarity是世界首次用FullSiC驱动的燃料电动车，由于具有高温下动作和低损

耗等特点，可以缩小用于冷却的散热片，扩大内部空间。

2017年全球SiC功率半导体市场总额达3.99亿美元。预计到2023年市场总额将达

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16.44亿美元，年复合增长率26.6%。。从应用来看，混合动力和纯电动汽车的增长率最

高，达81.4%。从产品来看，SiCJFETs的增长率最高，达38.9%。其次为全SiC功率模块，

增长率达31.7%。

政策支持力度大幅提升，推动第三代半导体产业弯道超车。国家和各地方政府持续推

出政策和产业扶持基金支持第三代半导体发展。2018年7月国内首个《第三代半导体电力

电子技术路线图》正式发布，提出了中国第三代半导体电力电子技术的发展路径及产业建

设。福建省更是投入500亿，成立专门的安芯基金来建设第三代半导体产业集群。

GaN应用场景增多，迎来发展机遇。由于GaN的禁带宽度较大，利用GaN可以获得更

大带宽、更大放大器增益、尺寸更小的半导体器件。GaN。器件可以分为射频器件和电力电

子器件。GaN的射频器件包括PA、MIMO等面向基站卫星、雷达市场。电力电子器件产品包

括SBD、FET等面向无线充电、电源开关等市场。

GaN的应用领域及电压分布

数据来源：公开资料整理

预计到2026年全球GaN功率器件市场规模将达到4.4亿美元，复合年增长率

29.4％。近年来越来越多的公司加入GaN的产业链。如初创公司EPC、GaNSystem、

Transphorm等。它们大多选择台积电或X-FAB为代工伙伴。行业巨头如英飞凌、安森美和

意法半导体等则采用IDM模式。

全球GaN市场规模

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数据来源：公开资料整理

SiC适合高压领域，GaN更适用于低压及高频领域。较大的禁带宽度使得器件的导通

电阻减小。较高的饱和迁移速度使得SiC、GaN都可以获得速度更快、体积